Автор: почётный профессор Юрий Магаршак.
Все (или почти все) клетки человеческого организма имеют идентичный геном. Общее число нуклеотидов в 23 парах хромосом прмерно равно 3.2 миллиардам, то есть ~ 3 109. Общее число клеток в человеческом организме порядка 1014 (~ сто тысяч миллиардов). Таким образом, общее число нуклеотидных пар в человеческом организме по порядку величины 1021 (сто миллиардов миллиардов).
Сколько нуклеотидов синтезируется в организме человека в секунду? В году 31.5 миллионов секунд. Произведем оценку по-минимуму. Продолжительность жизни человека менее 100 лет, в году 365 x 86400 секунд, то есть человеческая жизнь длится не более 3.15 109 (три миллиарда) секунд. Считая, что клетки в теле человека не обновляются (в действительности Клетки рецепторов на поверхности языка, которые помогают различать вкусы пищи, обновляются каждые 10 дней, эритроциты — обновляются в среднем за 120 дней, клетки печени обновляются за 300-500 дней, а все клетки организма человека по современной оценке обновляются раз в семь лет), Но даже если считать, что клетки, будучи однажды созданными, не обновляются на протяжении жизни, получаем нижнюю оценку числа синтезируемых в секунду нуклеотидов в человеческом теле: 1021 : 3 109 > 1011 нуклеотидов в секунду. То есть число синтезируемых в секунду нуклеотидов в теле каждого человека (включая Ваше, высокочтимый читатель, в то время, когда Вы, не задумываясь и не заботясь об этом, читаете эту статью) более ста миллиардов.
Линейная длина одного нуклеотида в нуклеиновой кислоте l н = 0,34 нм = 3,4 ангстрем.
Умножив на число нуклеотидных пар в человеческом организме получаем, что общая длина двуспиральной ДНК в клетке примерно равна 3.4 10-10 м x 3,2 10 9 нуклеотидных пар, то есть около метра. Поскольку каждая из цепей двуспиральной ДНК синтезируется независимо, в каждой клетке в среднем около двух метров нуклеотидов (если упакованные в хромосомах цепи ДНК соединить в одну и растянуть в линию).Какова общая длина нуклеотидов в человеческом теле? Умножив полтора метра на число клеток 1014, получаем, что общая длина ДНК в организме человека порядка 1011 километров. Расстояние от Земли до Солнца 150 миллионов километров ( 1.5 108 км). Таким образом, общая длина нуклеотидов, синтезированных в теле человека, как минимум в 100 больше, чем расстояние от земли до солнца! Абсолютно грандиозная величина.
Поскольку ДНК выполняет крайне важные функции в организме, являясь, в частности, молекулой наследственности и передающей информацию для синтеза дочерних клеток от материнской, а в процессе полового акта отцовская и материнская ДНК соединяются, оценка общей длины ДНК у всех людей на земле несомненно имеет смысл. В человечестве несколько меньше чем десять миллиардов человек, то есть по порядку величины 1010 , таким образом все человечество содержит 1021 километров ДНК.
Оценим, насколько это большая величина. Размер нашей галактики Млечный Путь (по разным оценкам) от 100 000 до 200 000 световых лет. Световой год 365 дней на 8.64 104 секунд x 3 105 км/c = 9.5 trillion kilometres ~ 1013km. Таким образом, размер галактики порядка 1018 km. Общая длина нитей ДНК человечества на два порядка величины (примерно в сто раз) превышает размер Галактики!
Какова скорость синтеза нуклеотидов в организме человека в секунду? Поделив 1021 нуклеотидов на 3.15 109 секунд получаем, что в секунду синтезируется более порядка 1012 (тысяча миллиардов) нуклеотидов. Поскольку длина нуклеотида 0.34 нм, получаем что общая длина синтезируемой в секунду в теле человека ДНК измеряется километрами. Если же взять все человечество в целом (порядка 1010 людей), общая длина синтезируемой в секунду ДНК человечества превышает 10 миллиардов километров. Что более чем в десять тысяч раз больше, чем скорость света. Разумеется, о путешествии с такой скоростью не может быть речи. Речь идет о том, что общее количество молекул наследственности, взаимодействующих друг с другом в процессе биоценоза и развиния организма, совершенно чудовищно велико.
ЗАПОМНИМ ГЛАВНЫЕ ЦИФРЫ:
- В человеческом организме синтезируется более десяти миллиардов (1011) молекул наследственности в секунду.
- Общая длина молекул ДНК в теле одного человека не менее 1011километров, что в сотни раз больше расстояния от земли до солнца.
- СУММАРНЫЙ ГЕНОМ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА СОДЕРЖИТ 1021КИЛОМЕТРОВ ДНК, что в сто раз больше размеров млечного пути.
- Суммарная длина ДНК человечества увеличивается более чем на 10 миллиардов километров в секунду, то есть суммарная скорость синтеза ДНК только человеческого генома (не включая в эту оценку синтез ДНК других видов, участвующих в биоценозе земли) в 10 тысяч раз больше скорости света.
Само собой разумеется речь не идет о путешествии с помощью молекулы наследственности с скоростью, перемещение с которой невозможно согласно теории относительности. Речь идет о том, насколько мощны процессы синтеза молекулы наследственности в биоценозе вообще и в человечестве в частности.
